全球森林土壤氮素总转化速率的调控因素及空间分布

作     者：赵婷 张军辉 王芳 耿世聪 ZHAO Ting;ZHANG Jun-hui;WANG Fang;GENG Shi-cong

作者机构：中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与管理重点实验室沈阳110016 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《生态学杂志》 (Chinese Journal of Ecology)

年 卷 期：2018年第37卷第12期

页      面：3746-3756页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41430639和41675150)资助 

主　　题：氮素总矿化速率 总硝化速率 DNRA速率 随机森林 空间分布 

摘      要：土壤氮素总转化速率及其相对强弱决定了土壤保氮、供氮能力。分析森林土壤氮素总转化速率调控因素,对于了解森林生态系统的生产力、氮素循环及环境变化有重要的意义。本文利用随机森林模型分析了全球范围内36篇关于森林土壤氮转化的文献,结果发现,影响森林土壤氮素总矿化速率的关键因素为:全氮砂粒含量年均温凋萎系数;影响森林土壤总硝化速率的关键因素为:全氮全碳砂粒含量阳离子交换量;影响森林土壤硝酸盐异化还原为铵(DNRA)速率的关键因素为:黏粒含量土壤有效含水量凋萎系数阳离子交换量。据此,建立了全球森林土壤氮素总转化速率随机森林模型,并给出了全球尺度森林土壤总矿化速率、总硝化速率和DNRA速率的空间分布。结果发现,氮素总矿化速率的变化范围为1.672～64.016 mg N·kg^(-1)·d^(-1);总硝化速率的变化范围为0.866～16.984 mg N·kg^(-1)·d^(-1);DNRA速率的变化范围为0.030～2.045 mg N·kg^(-1)·d^(-1)。土壤氮素总转化速率具有较大的空间异质性,具体表现在:全球大部分地区3种转化速率水平均很低;而最大转化速率的空间分布有重叠,出现在北美洲西北部地区、欧洲西北部地区以及欧亚大陆连接处地区。